科技改变生活,随着科技的发展我们的生活发生了巨大变化,尤其是智能手机的出现。

智能手机打败了MP3、又PK掉了MP4、又干掉了电视机、游戏机、照相机。可以说当今社会,“一机在手,天下我有”!

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(1)

手机如此的重要,那么手机性能无疑成了人们追求的目标,而手机性能又是由芯片、操作系统、屏幕等众多因素决定的,其中芯片可以说起着决定性因素,芯片性能强大,那么这款手机整体就是不错的。

高通、华为、苹果、三星等各大厂商在手机芯片领域角逐厮杀,从14那么到7nm再到5nm,可以说杀的天昏地暗、日月无光,最后美国政府都参与进来了。因为大家都知道在芯片领域落后就意味着失去整个市场,龙头吃肉,而其他公司别说喝汤了,恐怕生存都困难。

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(2)

10nm、7nm、5nm工艺制程的芯片到底差距在哪里呢?听我慢慢道来!

众所周知芯片是由光刻设备在晶圆上刻蚀而来的,如果芯片是一座高楼大厦,那么晶圆就是砖瓦,是最基本的单元,在指甲盖大小的一片晶圆上,晶体管数量越多,说明芯片的集成度越高,那么性能也越高,能耗也就越低。

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(3)

nm即纳米,长度单位,目前市场上的芯片都是纳米级的,最好的芯片是5nm工艺制程,也就是晶体管的宽度(也叫线宽)是5nm,那么5nm有多大呢?就是把一根头发剖成1万根,其中1根的直径就是5nm。

芯片分为设计、制作、封装测试,其中最难的就是制作,芯片光刻的难度好比是在一粒大米上雕刻清明上河图,而且还是在运动过程中雕刻。而且要使用先进的设备—光刻机。

10nm芯片普通光刻机即可制作,而7nm、5nm芯片就要使用AMSL公司的EUV光刻机,那么EUV光刻机制作难度有多大呢?

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(4)

最先进的EUV光刻机,有10万零件,4万螺栓,3000多条线路,软管加起来两公里长。设备重180吨,发货需要40个货柜,20辆卡车,价格高达1.2亿美元。而且都是提前预付款,然后排队,可以说就算有钱也未必买的到。

光刻机到位后,组装需要1年时间,调参数、调模块,一切准备好后,开始光刻晶圆,前前后后、大大小小几千次光刻,每次光刻的合格率必须达到99.99%,否则几千次光刻累计的误差批量生产后,会有大量的不合格产品,良品率过低,就意味着亏钱。在这方面不得不佩服台积电公司了。

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(5)

所以说5nm芯片制作相比10nm,难度是指数级别的增长。那么不同制程的芯片性能又如何呢?

首先是苹果公司的A系列芯片:

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(6)

1、苹果A11采用10nm制程,拥有6个核心,43亿个晶体管。

2、苹果A12是苹果公司首款7nm芯片,晶体管数量达到69亿个,包含一个六核CPU,一个四核GPU(比A11快50%),神经引擎达到八个核心,每秒可执行5万亿次操作。

3、苹果A14在业内第一个使用5nm制程技术,其晶体管高达118亿个,搭载A14的iPad Air,与之前的iPad Air相比,CPU速度提高40%;图形性能是同类Windows笔记本的2倍,每秒可执行11万亿次操作;神经引擎将机器学习性能提高了2倍。

华为海思麒麟芯片:

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(7)

1、麒麟970采用10nm工艺制程,有55亿晶体管,核心数量12,下行速度1200Mbps;

2、麒麟990采用7nm工艺制程,有103亿晶体管核心数量16,较上一代芯片性能提升33%,能耗降低50%;

3、预计麒麟9000采用5nm工艺制程,有194亿晶体管,较上一代芯片性能提升50%,功耗降低30%。

可以看出随着工艺制程的降低,工艺制作水平的提高,芯片的性能也大幅提高,功耗大幅降低

目前芯片技术基本掌握在欧美手里,英伟达又宣布400亿美元收购ARM,如果收购成功,从设计到制造,都被美国“安排好”,美国就会垄断芯片技术和专利,对我国高科技行业的“卡脖子”会更加严重。

7nm芯片和10nm芯片的区别(5nm7nm10nm芯片的差距究竟在哪)(8)

科技时代,得“芯”者得天下,唯有掌握核心技术,加快国产替代,才能实现弯道超车,才能在未来科技领域占有一席之地!

,